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寄生是一種普遍存在的生態學現象。

寄生植物佔到被子植物的1%，大概有4000到5000種。常見的寄生植物包括列當、槲寄生、獨腳金以及菟絲子等。

菟絲子是一種莖寄生植物，所有營養和水分都通過吸器從寄主獲取。由於雙方天然存在的緊密聯繫，其間的物質交流也非常廣泛，但這些物質交流的生理和生態意義依然鮮有研究。

之前的研究已經表明，菟絲子不但能夠從寄主獲得水分和礦質元素等小分子，也能夠獲得核酸及蛋白質等大分子。

當植物受到昆蟲取食後，植物被取食的組織能夠產生抗蟲系統性信號，這些信號能夠傳導到植物其它部位，並且誘導抗性響應。

中國科學院昆明植物研究所吳建強課題組的前期研究表明，斜紋夜蛾取食菟絲子連接的多個寄主中的一個後，被取食寄主能夠產生系統性信號並通過菟絲子傳遞到其它寄主而誘導這些寄主的抗蟲性。

而且，當菟絲子被蚜蟲取食時，菟絲子能夠產生系統性信號，這些信號能夠進入寄主而被寄主識別，並誘導寄主的抗蟲能力。目前，人們對菟絲子介導的植物間抗蟲系統性信號的本質及傳遞過程依然缺乏了解。

2019年12月4日，BMC Plant Biology(IF:3.67)在線發表了昆明植物所功能基因組學與利用團隊吳建強課題組在寄主—菟絲子寄生體系與昆蟲互作方面的最新研究成果。

研究表明，無論斜紋夜蛾（Spodoptera litura）取食菟絲子還是寄主煙草，都能夠引起雙方轉錄組水平的變化，說明昆蟲取食誘導的系統性信號既可以從寄主傳遞到菟絲子，也可以從菟絲子傳遞到寄主（圖1）。

研究還利用茉莉酸（調控植物抗蟲的主要植物激素）信號途徑轉基因沉默的煙草植物進行研究發現：

　　圖1. 斜紋夜蛾取食菟絲子和寄主煙草引起煙草和菟絲子轉錄組水平的響應。

a. 斜紋夜蛾取食菟絲子示意圖。斜紋夜蛾取食生長於WT和AOC-RNAi煙草上的菟絲子，紅框表示取食後取樣部位；

b, c. 斜紋夜蛾取食菟絲子後引起菟絲子轉錄組水平的變化；

d, e.斜紋夜蛾取食菟絲子後引起煙草轉錄組水平的變化。

進一步的研究表明，如果模擬昆蟲取食處理寄生在野生型煙草上的菟絲子，煙草能夠產生更強的抗性，表現為如果昆蟲取食煙草，則體重比對照組減小；然而，茉莉酸信號系統沉默的轉基因煙草寄主則沒有這種誘導抗性。

　圖2. 斜紋夜蛾取食菟絲子後引起煙草抗蟲的變化。

a. 斜紋夜蛾口水分泌物預處理生長在WT和AOC-RNAi煙草上的菟絲子，48小時後，接種斜紋夜蛾到煙草，斜紋夜蛾生測結果；

b. 斜紋夜蛾取食生長在WT和AOC-RNAi煙草的菟絲子，48小時後，測定煙草的次生代謝物含量。

這些結果進一步說明了茉莉酸信號途徑在寄主與菟絲子的抗蟲系統性信號傳導過程中非常重要。

該研究揭示了寄主茉莉酸系統能夠影響寄主與菟絲子抗蟲響應中的相互作用。

上述成果由吳建強課題組博士後秦燕、博士Christian Hettenhausen以及博士研究生張井雄共同合作完成，博士後劉暉、博士研究生李莎蘭等其他成員也參與了研究，研究員吳建強為論文的通訊作者。該項目受到國家自然科學基金及中科院國際合作計劃的支持。